厨电行业制造升级探索研究——基于老板电器工业互联网平台的实践

葛 皓，李 涛，卜天娇，俞佳良

（杭州老板电器股份有限公司，浙江 杭州 311100）

0 引言

近几年，制造业正面临着变革，诸如智能制造、物联网、两化融合、个性化定制、柔性生产等新模式、新概念层出不穷，5G、边缘计算、AI、数字孪生等新信息技术正在不断冲击着传统制造本身。针对厨电行业，老板电器等作为传统制造代表，也在不断尝试突破和引领制造变革。

1 厨电行业制造升级需要考虑的因素

1.1 厨电行业制造升级面临的问题

1.1.1 传统信息系统亟需整合升级

传统厨电企业历经长周期发展，已经在自身各项业务领域实现了不同程度的信息化建设。这些信息化系统在前期的应用中的确能帮助提升业务效率，但从总体来看并未能发挥1+1＞2 的效果。 主要存在如下问题：各业务系统建设成熟度不同，相互间无法很好耦合；整体规划性、统一性较差；更多依靠第三方，系统本身存在多样性和封闭性；各级业务人员、管理人员对数字化的认识不统一。 传统信息系统如何整合并升级成数字化能力，实现制造升级的质变，是首先需要考虑的问题。

1.1.2 新兴厨电产品品类增长快且变化多样，后端制造压力陡增

传统厨电产品品类增长缓慢，而新兴品类如蒸箱、净水机、洗碗机等市场需求越来越大。从奥维云网统计数据来看，2020 年嵌入式厨电产品新兴品类整体零售额71.7 亿，同比增长11.2%；集成灶市场的零售额为182.2 亿元，同比增长13.9%。 前端品类扩张的速度远远快于后端制造能力的建设，如何用好数字化这一能力加持，使前后端能够更有效彼此呼应，是当前面临的直接问题。

1.1.3 设备种类多，自动化程度差异大

厨电企业历经传统制造、机器换人和智能制造等时期，囤积了一大批生产设备，这些设备自动化程度不同，协议标准不同，企业自身对其掌握的能力也不尽相同。 如何在小投入的情况下，统筹管理和协调使用这些资源实现柔性生产，是企业亟需破解的难题。

1.1.4 智能厨电产品实际应用有限

随着互联网+不断发展， 厨电产品也逐渐进入智能化时代。 但总体上看，厨电产品智能化更多只是一些功能的数字化呈现， 不管是通过APP 还是系统本身进行控制，只是展现方式不同，并未给消费者带来真正的价值。

1.1.5 厨电产品使用年限长，企业在持续性服务上办法有限

厨电产品作为耐用产品，整体上的更新速度较慢，产品在交付给消费者后，后续的服务更多在配件更换和产品维修上，无法持续吸引消费者、提升用户粘性和创造新的价值。

1.1.6 传统制造对年轻人的吸引力正在下降

厨电企业目前基本都采用传统制造模式，三点一线、规定动作、标准化的管理等，这些因素对新一代年轻人越来越没有吸引力。作为企业自身也需要尽快找到转型之道。

1.2 传统制造的发展趋势

1.2.1 制造能力数字化建设，前后端赋能，高效协作

随着制造业数字化建设的推进，企业不仅要能够共享生产资源，更重要的是把如何使用这些资源的“能力”进行计量。 通过信息技术，我们可以知道一台冲床的工作精度、运行稳定性如何等。 再进一步，这些能力可以在某一个生态、某一个产业进行分享，从而提升整个产业链、供应链的效能。

1.2.2 售卖产品向运营用户发展

随着传统产品逐渐被具有感知、存储和通信能力的智能产品所取代，企业和消费者的关系将不再只是产品的买卖关系。 在产品使用的全生命周期，企业都可以为消费者提供个性化的服务，消费者也可以参与到产品的开发、设计、生产过程中。

1.2.3 统一和离散的协调（统一的平台，但终端个体离散）

厨电行业是典型的离散制造，整个制造过程涉及成百上千的机器设备，且都是相互独立的，以前这些设备的组合都是通过人工主观安排。但数字化技术的应用改变了这种状况，我们能够从数据的维度将他们有机组合在一起，从而发挥1+1＞2 的效果。

1.2.4 知识型工人的数量增加

随着数字化的演进，企业对工人的能力要求也产生了变化，从原来单一的操作要求转变为融合业务、技术的综合性人才。同时，知识型工人的数量也在增加，他们拥有着相应的专业特长和较高的个人素质，具有实现自我价值的强烈愿望，同时也有较强的创造性和自主性。

2 工业互联网推动制造升级的模型设计及其发展阶段

2.1 模型设计

老板电器作为老牌制造企业，为了实现在厨电领域的数字化变革，探索新商业模式，从2015 年便开始研究工业互联网。 我们发现，尽管工业互联的概念提出的很早， 近几年的应用案例也如雨后春笋般涌现，但从整体上看，特别是对厨电行业来说，其应用的广度和深度上仍然存在诸多不足。 绝大部分的应用较为单一，或是针对制造部分，或是针对产品部分，如何能和原来的系统有机结合，如何在厨电行业“链主企业”中发挥更大的作用，如何和消费端融合都需要破题。 为此，老板电器也提出了一种适合厨电行业的工业互联网模型， 如图1 所示。 该模型包含三个部分，分别是以应用为核心的平台架构、以用户为核心的价值链内循环和以协作创新为目标的产业链能力。

2.1.1 以应用为核心的平台架构

这里关注的是“应用”而非技术架构。因为对制造业来说，我们更多需要关注平台能给我们带来什么价值，技术只是辅助实现的。 以应用为核心的平台架构分为4 个层次。

第一层，数据采集。正如前文所述，厨电企业随着自身的不断发展，已经积累很多系统、设备资源，它们的标准不统一， 本身的技术层次也有高有低。所以工业互联网平台就需要具有强大的汇聚能力，能转化不同的设备协议，能接入不同技术体系的系统数据，并且要有一定的纠偏能力。

第二层，数据建模（定义标准）。 第一层只是解决了数据来源的问题，但这些数据量大且杂乱，如何能发挥其最大的价值，让其更有序的为业务服务，数据建模就起到了关键的作用。 它包含三个核心标准：数据、流程、设备。 数据包括主数据，能清晰知道分类规则、命名规则和取值逻辑等；流程包括各业务主干，如营销、生产、研发等各价值环节，应注明其流程管控要求和考核指标等；设备包含各生产、物流设备的建模，能够将机械动作、参数转变成数据意义。

第三层，基础业务功能。 对企业目前的系统功能进行重新梳理，按照第二层定义的流程、业务规则梳理出基础功能，例如物料管理、订单管理、设备管理等，在保证这些系统功能应用不变的前提下，改变其数据的逻辑，也就是第二层部分和第三层部分的链接。

第四层，场景应用。在基础功能上，每个企业的业务天差地别，哪怕是针对同一个企业，也会有差别，这个时候就需要有一个能够快速复制、迭代的应用平台， 通过自身开发或者第三方的开发能力，针对不同领域、不同场景提供应用服务。

2.1.2 以用户为核心的价值链内循环

工业互联网平台的价值不仅仅是针对生产环节，还应包括营销、研发、计划、采购、生产、服务等企业的全价值链环节。 各个环节之间也不仅仅只是数据的共享、环节的串联和点对点的对接，对企业更有价值的是，能够围绕用户，实现各环节并行工作、协同优化，从整体上进行资源效率的动态调整和提升。

2.1.3 以协作创新为目标的产业链能力

工业互联网平台不仅仅关注内部环节的价值循环，还需要具备快速变化、响应市场能力，拥有成本控制能力和关注整个生态环节，包括后端供应商、物流公司、前端的代理商、渠道商、门店、家装公司等。工业互联网平台就是核心底座， 从各环节的信息共享到过程之间相互协作，最终实现业务的协作创新。

2.2 发展阶段

以老板电器为例，利用工业互联网推动制造升级主要分为三个阶段。

2.2.1 工业化阶段

该阶段关注设备本身的作用，面向不同的制造独立环节， 去建立单一环节下人和机器本身的协作。主要包括：通过机器换人，实现关键制造过程的自动化；通过引入控制程序，实现设备的自动化操控；通过产品本身功能性的升级，来提升附加值。

2.2.2 互联阶段

该阶段关注互联，关注数据的采集，主要包括:制造资源的数字化，通过传感网络、企业内网，实现人-系统-设备-物料之间的联动； 面向各业务环节，实现数据的贯通；产品层面的智能化探索。

2.2.3 连接成网，数据自驱

该阶段关注数据自驱，模式创新，主要包括：融入新技术， 实现数据-人-设备-物料-系统-数据的循环；数据对决策的帮助，不仅是报表呈现，更关注预测性的分析；从企业内部协同变成整个生态链的相互协同；产品赋能用户，实现业务内循环，产品外循环。

3 老板电器工业互联网平台架构设计及面临的挑战

3.1 工业互联网平台架构设计

老板电器工业互联网平台总体设计定位如图2 所示。 工业互联网平台作为数字中枢，拉通前后端业务环节，实现资源的统一和动态调整；通过平台数据集成、分发能力，将企业中原有各个独立的系统进行统一整合、转化。一方面，工业互联网平台实时获取公司前端各个销售渠道订单，获取用户的产品需求、订单信息，并进行转化。 另一方面，工业互联网平台连接后端供应、生产资源，通过数字孪生技术进行资源的模拟评估， 并生成最终的生产、供应计划，进行自主调度生产。 同时，作为“链主企业”，推动我们与上下游供应商、代理商的业务过程协同，从原来业务单一、局部、静态的资源调整方式转变为多环节、全局、动态的资源整合方式。

老板电器的工业互联网平台架构设计如图3所示。利用工业互联网平台的数据平台与业务平台的两大能力，向下进行终端信息资源整合，向上实现业务驱动与线体协同的数字制造。以传统信息系统及其数据、生产设备、现场管理设备的连接作为基础支撑，通过自动化与信息化先进技术的智慧传递打造成各中心型底座，业务数据经由调度平台实现数据决策，异常调度平台辅助管理诉求，全程参与数据决策过程，重点关注订单与设备，以数据、模型、算法为核心，围绕业务驱动与线体协同两大应用特色实现数字化落地。

（1）业务调度平台

老板电器自主研发业务调度平台，基于工业互联网云边一体化技术，整合公有云和边缘端的云计算能力，通过与公有云的协同配合，在边缘端搭建分析模型，将业务规则和机理规则进行融合， 以数据智能作为驱动， 对69 个业务/逻辑进行解耦，进行规则计算生成， 并根据实际需求及网络能力，动态分配计算能力， 改变以往单一设备与人的连接，真正做到针对离散型生产过程和根据业务场景需要进行设备间的统一调度协同作业，实现业务数据实时现场采集、现场分析、现场处理和现场决策。

（2）异常调度平台

针对现场的异常问题，老板电器改变以往的做法，通过数字化能力加持，实现业务模式上的微创新，基于AI 算法，通过生产过程图形化建模，引入全混合流计算技术，集合信息流、控制流、业务流等规则的混合编排，自定义预警项目内容模块，及根据不同协议设置独立的预警流程，实现现场1500+点位数据自动感知、采集、上传，分析处理和监测，智能化调度设备、人员、灯光、门禁、监控等资源，快速应对现场异常。

（3）技术体系搭建

第一，制造技术。制造技术不仅包括生产技术，而且包括设计技术、冲压技术、焊接技术、检测技术、物流技术等。我们需要掌握其核心的技术，并沉淀下来和不断发展优化。 在数字化阶段，就需要通过数据模型、机理模型、装配模型等方式，将这些技术和数字化模型结合起来，让这些技术真正成为企业可以量化的能力。

第二，信息技术。作为内在驱动引擎，信息技术将物理和虚拟进行融合，让人和设备变成两个关联的要素协同起来。 例如5G 主要解决产品的联网及车间内的信号传递； 边缘计算解决生产线稳定运行， 一方面保证大量数据的快速计算处理和再利用，另一方面可以最大程度保障线体的稳定运行。

第三，人工智能。 人工智能作为业务创新的推手，已经在物流协同、品质检测等业务领域进行尝试。 它也正在推动企业的数字化转型，让企业变成真正的智慧企业。

3.2 面临的挑战

（1）从传统功能转向场景化

过去，我们建设信息系统，总是会面临选择一大堆的标准化功能，尽管也会有定制化功能，但始终逃不过“标准”二字。 在系统上线后，便会面临用户的吐槽，最终或是执行不彻底，或是弃用。而所谓场景，也就是从真实的使用人、使用环境出发，提供最佳的使用体验，它能让系统更适应业务。

（2）技术融合与成本控制

厨电行业作为传统制造业，自身的信息技术能力普遍还比较薄弱，在引进新技术的同时难免考虑不太周全，导致重复和浪费。 所以我们需要以小步快跑和不断迭代的原则来看待和融合这些技术。

（3）人员能力的提升

目前数字化方面的人才非常紧缺，特别是制造业，往往是高薪引进，但不懂业务，无法快速推动企业的数字化转型， 企业自身也没有培养的方法，难以进行内生性人才的培养。

（4）应用基础薄弱

工业互联网的推进， 是一种自上而下的过程，先有了顶层设计和理论框架， 再一步一步往下延伸。制造业要思考在自己的业务领域如何能够有效承接，而非对大量的底层案例进行拿来主义。

4 结语

工业互联网的核心，是通过数字化能力将生产资料进行数据化，从而为各企业服务，实现“分享”制造的新模式。但不同于消费互联网只需要聚焦在消费者端，工业互联网面临的场景、对象会更多，不同行业之间，不同企业之间，乃至上下游之间要解决的问题都千差万别。 所以我们要解决好“点”和“面”的关系：“点”代表着信息化能力强，占据生态链核心位置的企业；“面”代表着那些基础能力薄弱的企业。工业互联网是制造业进行数字化转型的重要引擎， 不论是企业还是政府都应积极拥抱变化，促进创新。